زهرا شیخ پور
-
زمینه مطالعاتی:
نانوالیاف حاوی نانوذرات نقره و پست بیوتیک میکروفلور کفیر دارای خصوصیات مناسب جهت استفاده در بسته بندی فعال می باشد.
هدفهدف از این مطالعه تولید نانوالیاف فعال الکتروریسی شده بر پایه کفیران با هدف استفاده در بسته بندی فعال مواد غذایی بود.
روش کاربرای این منظور از کفیران حاصل از تخمیر دانه های کفیر به عنوان بیوپلیمر پایه الکتروریسی استفاده شد و از پست بیوتیک کفیر در غلظت ثابت و نانوذرات نقره در سه غلظت به عنوان عوامل فعال استفاده شد. خواص فیزیکی و ضدمیکروبی نانوالیاف تهیه شده علیه باکتری ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی تغییرات حاصل از افزودن نانوذرات نقره به نانوالیاف کفیران، تصاویر میکروسکوپ الکترونی، آنالیز خواص کالریمتری، خاصیت آنتی اکسیدانی نانوالیاف، زاویه تماسی، آزمون پراش اشعه ایکس و طیف مادون قرمز با تبدیل فوریه از نانوالیاف کفیران تهیه گردید.
نتایجآزمون FTIR نشان داد که بین نانوذرات نقره و بیوپلیمر کفیران اتصالات شیمیایی برقرار نشده و تثبیت تنها به روش فیزیکی انجام می شود. نتایج آزمون SEM موفقیت تولید نانوالیاف با مورفولوژی مطلوب و بدون ایجاد گره را نشان داد. قطر نانوالیاف کفیران در همه نمونه ها کمتر از 245 نانومتر بود. نتایج آزمون XRD ماهیت نیمه بلورین نانوالیاف کفیران را اثبات کرد و نشان داد که نانوذرات نقره بر روی خصوصیات بلورینگی نانوالیاف کفیران بی تاثیر هستند. آزمون DSC نشان داد که نانوذرات نقره باعث تضعیف خصوصیات حرارتی نانوالیاف کفیران می شود. هچنین نانوذرات نقره باعث کاهش زاویه تماس و افزایش آب دوستی نانوالیاف شدند. نانوالیاف کفیران حاوی پست بیوتیک کفیر دارای خاصیت ضدمیکروبی بودند اما افزودن نانوذرات نقره به تقویت این خصوصیت کمک کرد. نانوالیاف حاوی نقره در برابر باکتری S. aureus اثر ضدمیکروبی بیشتری در مقایسه با E. coli داشتند. همچنین نانوالیاف کفیران-نانونقره خاصیت آنتی اکسیدانی مطلوبی نیز نشان دادند.
نتیجه گیری نهایی:
نانوالیاف کفیران حاوی پست بیوتیک کفیر و نانوذرات نقره از پتانسیل خوبی برای استفاده در بسته بندی مواد غذایی برخوردار است.
کلید واژگان: کفیران, نانوذرات نقره, الکتروریسی, اثر ضدمیکروبی, خاصیت آنتی اکسیدانیIntroductionKefir is a dairy that contains lactic acid, carbon dioxide, and other volatile aromatics traditionally produced by the activity of kefir dunkers (Gaware et al., 2011). One of the constituent components of kefir grain are mucoid substances that are produced by the microbial flora of this grain, and exopolysaccharide called kefiran is one of them. Radhouani et al. (2018) showed that kefir is a suitable material for use in the field of biomaterials production, film and tissue formation. The most prominent biodegradable biopolymers used in food packaging from the group of biopolymers produced by microorganisms are bacterial cellulose and kefir (Rhim et al., 2013 and Sabatino et al., 2020). Kefiran is able to produce transparent films with relatively good mechanical resistance. Recently, the antimicrobial effect of postbiotics has attracted the attention of researchers. Postbiotics are actually a byproduct of the fermentation process done by probiotics (Moradi et al., 2019). Silver nanoparticle is one of the nanomaterials that has been mentioned in many studies for its antimicrobial effect as well as the effect of improving the mechanical and barrier properties of biodegradable films (Ajitha et al., 2021; Blosi et al., 2021; Li et al., 2023). One of the new methods in the production of biopolymer films that has recently attracted the attention of researchers is the electrospinning method. Electrospinning is a process in which continuous polymer fibers with diameters in the sub-micrometer range are produced through the action of a high-voltage electric field applied to a solution.
Material and methodsTo cultivate kefir seeds, kefir grains were first cultured in fresh cow's milk for activation and growth. In order to increase the activation speed, greenhouse was used at a temperature of 27°C. To extract kefir from kefir grains, kefir grains were mixed with distilled water at a ratio of 1:10 at a temperature of 81°C and then the resulting mixture was centrifuged at a temperature of 20°C for 20 minutes. Then, kefirs using 96% ethanol were centrifuged at a temperature of 4°C for 20 minutes, and the obtained precipitates were mixed with distilled water at a temperature of 80°C in a ratio of 1:5. This washing step was repeated twice until a white deposit of kefir was obtained and then, was dried.In order to extract the postbiotic extract, first, 5 g of kefir seeds were inoculated in the milk culture medium and placed in a greenhouse at 35°C for 48 hours. Then the culture medium was centrifuged and the supernatant was filtered with a needle filter. In this study, a concentration of 4% kefir was used to produce electrospun nanofibers. In this way, 0.04 g of kefir was added to 10 ml of postbiotic extract and electrospuned (Ethnaashri et al. 2024). To prepare the next treatments, three levels of silver nanoparticles (1, 2.5, and 4% by weight of kefir) were added to the previous solution and treated with an ultrasonic probe for 5 minutes (40 kHz, 100W).Also, in order to study the properties of the nanofibers, FTIR, XRD, DSC and SEM analysis were performed and the contact angle, antioxidant activity and antimicrobial activity of them were studied.
Results and discussionThis research was designed and implemented with the aim of developing an active electrospun nanofiber substrate for use in food preservation. Kefiran nanofibers containing kefir postbiotics in constant concentration and silver nanoparticles in different concentrations were prepared and their structural, morphological and functional properties were evaluated. Comparison of FTIR spectra of nanofibers containing nanosilver shows that the addition of nanoparticles had no effect on the chemical structure of nanofibers. Due to the small amount of nanosilver in the formulation of nanofibers, the peak related to the nanoparticles itself was not observed. The lack of change in the spectrum of kefir chemical groups due to the addition of nanosilver means that the nanoparticles are physically bound in the polymer network of kefir nanofibers. SEM images show tha nanofibers had a uniform cylindrical shape with a smooth surface and no knots. The average diameter of kefiran nanofibers without nanosilver was about 245 nm. Also, by increasing the concentration of silver nanoparticles to 2.5%, the size of nanoparticle clusters on the surface of nanofibers increased and the average diameter of kefir nanofibers decreased to 205 nm. XRD analisys of kefiran nanofibers showed a sharp peak at the angle of 2θ=44.5°. The results indicate the semi-crystalline nature of kefir nanofibers. With the increase of silver nanoparticles, there is no change in the intensity and location of the main peak at the angle of 44.5°, but a new peak is created at the angle of 2θ = 1.38° and the highest intensity is observed in the sample containing 4% nanosilver. The control nanofibers of kefir containing postbiotics showed three ranges of changes in the DSC test. The main melting peak of this nanofiber was observed at 73°C. By adding silver nanoparticles, the thermal properties of kefir nanofibers were weakened. The results show that silver nanoparticles affected the thermal properties of kefir and reduced its resistance to temperature. The contact angle of nanofibers by adding of silver nanoparticles at a concentration of 1%, shwed no significant change (p>0.05). But when the amount of silver nanoparticles reached 2.5% and 4%, the contact angle decreased significantly (p<0.05) and in fact the hydrophilic property of nanofibers increased. The antibacterial activity of electrospun kefir nanofibers containing postbiotics and nanosilver was investigated against E. coli and S. aureus. By increasing the amount of silver nanoparticles, the antimicrobial property increased and the sample containing 4% nanosilver showed the highest antibacterial activity against both bacteria. In this research, kefir nanofibers containing postbiotic showed an antioxidant activity of 5.65%, which is due to the low amount of postbiotic in the nanofiber formulation. By increasing the concentration of silver nanoparticles, the antioxidant activity increased significantly, and the highest inhibitory activity was observed at a concentration of 4% with a power of 59.21%.
ConclusionThe results of the FTIR test proved the physical connection and the lack of chemical bonding between silver nanoparticles and nanofibers. Good and uniform surface morphology was observed in kefir nanofibers in SEM test, but silver nanoparticles were observed in aggregated form. The XRD test showed no effect of nanosilver on the structure of kefiran nanofibers, but in the DSC test, the weakening of the thermal properties of kefiran nanofibers was reported with an increase in the concentration of nanosilver. The control nanofibers of kefirs that had only postbiotics also had antioxidant and antimicrobial properties, but these functional properties were enhanced by increasing the concentration of silver nanoparticles, and nanofibers containing 4% nanosilver showed the best antimicrobial and antioxidant properties. In general, the results of this study showed that kefir nanofibers containing postbiotic kefir and silver nanoparticles have favorable physical and functional characteristics and can be used as active food packaging and can be used for the purposes of increasing the shelf life of food and preventing microbial and oxidative spoilage.
Keywords: Kefiran, Silver Nanoparticles, Electrospinning, Antimicrobial Effect, Antioxidant Activity -
هدف پژوهش حاضر، شناسایی ابعاد و مولفه های آموزش برخط و احساس تعلق به مدرسه و تعیین رابطه آنها با پیشرفت تحصیلی در مدارس شهرستان رامشیر می باشد. پژوهش، از نظر هدف، کاربردی- توسعه ای و از حیث گردآوری داده ها، توصیفی- پیمایشی است. روش این پژوهش آمیخته (کیفی- کمی) می باشد. جامعه آماری پژوهش در بخش کیفی شامل کلیه افراد متخصص و خبره مرتبط با مفهوم مورد مطالعه است که به صورت هدفمند و با استفاده از راهبرد نمونه گیری نظری تعداد 8 نفر انتخاب گردید. در بخش کمی نیز جامعه آماری شامل تمامی معلمان و مدیران مدارس شهرستان رامشیر به تعداد 410 نفر است که به دلیل محدودیت در دوران کرونا، با استفاده از روش نمونه گیری تصادفی ساده تعداد 200 نفر به عنوان نمونه انتخاب گردید. جهت گرد آوری داده های این پژوهش، مصاحبه و پرسشنامه ی محقق ساخته، استفاده شده است و داده ها با نرم افزار MAXQDA، SPSS و SMARTPLS تجزیه و تحلیل گردیدند. پس از انجام مصاحبه و جمع بندی نهایی و تایید خبرگان، با نرم افزار MAXQDA پنج بعد آموزش برخط شامل عوامل زیرساختی، عوامل زمینه ای، عوامل آموزشی، عوامل تعاملی و انگیزه و دو بعد احساس تعلق به مدرسه شامل مهارتهای فنی و مهارتهای معلم شناسایی شدند. نتایج به دست آمده از تحلیل با نرم افزار SMARTPLS نشان داد: ابعاد شناسایی شده آموزش برخط و احساس تعلق به مدرسه با پیشرفت تحصیلی در مدارس شهرستان رامشیر رابطه مثبت و معناداری دارند. در پایان پیشنهاداتی براساس نتایج پژوهش، ارائه گردید.
کلید واژگان: آموزش برخط, احساس تعلق به مدرسه, پیشرفت تحصیلی, شهرستان رامشیر
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.